Języki programowania są podstawowym aspektem informatyki i programowania. Umożliwiają ludziom przekazywanie instrukcji komputerom. Języki programowania występują w różnych typach i konstrukcjach, a każdy z nich służy innym celom. Podczas tej lekcji omówione zostaną podstawowe pojęcia języków programowania, ich kategoryzacja i przykłady.
W swej istocie języki programowania to zestawy instrukcji zrozumiałych dla komputerów. Instrukcje te informują komputer, jak wykonać określone zadania. Aby zrobić to skutecznie, języki programowania zapewniają składnię (zasady konstruowania tych instrukcji) i semantykę (znaczenie tych instrukcji).
Języki programowania można ogólnie podzielić na trzy główne kategorie: języki niskiego poziomu, języki wysokiego poziomu i języki skryptowe. Każda kategoria służy innym celom i jest zgodna z różnymi paradygmatami programowania.
Języki niskiego poziomu są bliższe kodowi maszynowemu, który jest zbiorem instrukcji binarnych, które procesor komputera może wykonać bezpośrednio. Dwa główne typy języków niskiego poziomu to język asemblera i język maszynowy.
Język asemblera: wykorzystuje kody mnemoniczne i etykiety do reprezentowania instrukcji na poziomie maszyny. Jest nieco bardziej czytelny dla człowieka niż kod maszynowy, ale nadal wymaga głębokiego zrozumienia sprzętu komputera.
Język maszynowy: Jest to najniższy poziom języka składający się z kodu binarnego (0 i 1) wykonywanego bezpośrednio przez procesor.
Przykład:
Instrukcja języka asemblera: MOV A, B (Ta instrukcja przenosi zawartość rejestru B do rejestru A)
Języki programowania wysokiego poziomu zaprojektowano tak, aby były bardziej czytelne dla człowieka i eliminowały większość złożoności związanej ze sprzętem komputerowym. Umożliwiają programistom pisanie instrukcji przy użyciu instrukcji podobnych do języka angielskiego, które następnie są tłumaczone na kod maszynowy za pomocą kompilatora lub interpretera. Przykłady języków wysokiego poziomu obejmują Python, Java, C++ i JavaScript.
Przykład:
Kod Pythona: print("Hello, World!") (Ta instrukcja wypisuje na konsoli tekst "Hello, World!")
Języki skryptowe to rodzaj języka programowania wysokiego poziomu, który zazwyczaj jest interpretowany, a nie kompilowany. Często wykorzystywane są do automatyzacji zadań, tworzenia stron internetowych i tworzenia dynamicznych treści na stronach internetowych. Przykładami są Python (używany również jako język skryptowy), Perl i Ruby.
Przykład:
Skrypt Pythona: importuj os
os.listdir('.') (Ten skrypt wyświetla listę wszystkich plików i katalogów w bieżącym katalogu)
Paradygmaty programowania to sposób klasyfikacji języków programowania na podstawie ich cech i stylu programowania, do którego zachęcają. Niektóre typowe paradygmaty obejmują programowanie proceduralne, obiektowe, funkcjonalne i deklaratywne.
Programowanie proceduralne: koncentruje się na pisaniu serii procedur lub funkcji działających na danych. C jest dobrze znanym przykładem języka proceduralnego.
Programowanie obiektowe (OOP): ten paradygmat opiera się na koncepcji „obiektów”, które zawierają dane i metody. Java i Python to przykłady języków obiektowych.
Programowanie funkcjonalne: kładzie nacisk na funkcje, które pobierają dane wejściowe i wytwarzają dane wyjściowe bez zmiany stanu. Haskell i Scala są przykładami języków funkcjonalnych.
Programowanie deklaratywne: koncentruje się na logice obliczeń bez opisywania przepływu sterowania. SQL (do wykonywania zapytań do baz danych) jest przykładem języka deklaratywnego.
Języki programowania ewoluowały znacząco na przestrzeni lat, od wczesnych języków asemblerowych po nowoczesne i bardziej abstrakcyjne. Wydaje się, że trend w rozwoju języków programowania zmierza w kierunku zwiększania abstrakcji, łatwości użycia i wszechstronności.
W ostatnich latach nastąpił rozwój języków specyficznych dla domeny (DSL), które są przeznaczone do określonych zadań, takich jak SQL do zapytań do baz danych i HTML do projektowania stron internetowych. Co więcej, w miarę jak aplikacje stają się coraz bardziej rozproszone i wielowątkowe, kładzie się coraz większy nacisk na funkcje językowe obsługujące programowanie współbieżne i równoległe.
Języki programowania są istotnym narzędziem w dziedzinie informatyki i tworzenia oprogramowania. Zrozumienie różnych typów języków, ich kategorii i paradygmatów może pomóc w wyborze odpowiedniego języka do określonych zadań. Wraz z rozwojem technologii języki programowania będą się nadal dostosowywać, oferując wydajniejsze i wydajniejsze sposoby komunikacji z komputerami.
